Impact of high atmospheric carbon dioxide on the biotic stress response of the model cereal species Brachypodium distachyon

Losses due to disease and climate change are among the most important issues currently facing crop production. It is therefore important to establish the impact of climate change, and particularly of high carbon dioxide (hCO2), on plant immunity in cereals, which provide 60% of human calories. The aim of this study was to determine if hCO2 impacts Brachypodium distachyon immunity, a model plant for temperate cereals. Plants were grown in air (430 ppm CO2) and at two high CO2 conditions, one that is relevant to projections within the coming century (1000 ppm) and a concentration sufficient to saturate photosynthesis (3000 ppm). The following measurements were performed: phenotyping and growth, salicylic acid contents, pathogen resistance tests, and RNAseq analysis of the transcriptome. Improved shoot development was observed at both 1000 and 3000 ppm. A transcriptomic analysis pointed to an increase in primary metabolism capacity under hCO2. Alongside this effect, up-regulation of genes associated with secondary metabolism was also observed. This effect was especially evident for the terpenoid and phenylpropanoid pathways, and was accompanied by enhanced expression of immunity-related genes and accumulation of salicylic acid. Pathogen tests using the fungus Magnaporthe oryzae revealed that hCO2 had a complex effect, with enhanced susceptibility to infection but no increase in fungal development. The study reveals that immunity in B. distachyon is modulated by growth at hCO2 and allows identification of pathways that might play a role in this effect

Cartographie des forêts anciennes de France : objectifs, bilan et perspectives

Il y a dix ans démarraient les premiers travaux de vectorisation, à l'échelle régionale, des forêts de la carte d'Etat-Major, en vue de l'établissement d'une carte nationale des forêts à longue continuité de l'état boisé. Où en est-on aujourd'hui ? Nous faisons le point de l'avancement des travaux et en tirons les premiers enseignements, en répondant aux questions suivantes : Quels sont les définitions et concepts sous-jacents à ces travaux ? Pourquoi cartographier les forêts dites "anciennes" ou "récentes" ? L'analyse des institutions ayant réalisé le travail montre que ce sont principalement les milieux de la conservation qui ont été moteurs dans ces travaux. Mais la production et la qualité des produits bois sont aussi concernés par cette cartographie. Le rôle actuel de puits de carbone des forêts françaises ne peut par exemple se comprendre qu'au travers de cette dynamique forestière ancienne. Pourquoi une focalisation sur la première moitié du XIXe siècle comme date de référence ? Que signifie la notion de minimum forestier ? Quelles en sont les limites ? Quels sont les supports de données les plus intéressantes pour cette cartographie ? Pourquoi la carte d'Etat-Major est une source particulière d'information, dans l'objectif de la cartographie des forêts anciennes, parmi la multitude de cartes ou statistiques disponibles à différentes dates et échelles ? Quelles sont les méthodes d'acquisition de la donnée ? Quelle est la précision spatiale des cartes d'occupation du sol obtenues ? Les principaux problèmes posés par l'utilisation de la carte d'Etat-Major seront présentés, ainsi que la façon dont différents projets y ont répondu. Quels résultats ont été obtenus ? Nous reviendrons entre autres sur l'estimation de la surface forestière française à la date de son minimum. Les cartes déjà réalisées, sur 33% du territoire, permettent de dessiner avec précision et de comparer les changements d'occupation du sol dans différentes régions de France, en termes de pourcentage de déboisement, reboisement et taux de forêt ancienne dans la forêt actuelle. Les évolutions du couvert forestier issues d'autres sources non cartographiques sont-elles confirmées ? Le lien avec le type de propriété foncière est particulièrement intéressant à analyser. Dans plusieurs zones de France (Pyrénées, Luberon, Alpes, Lorraine, Nord-Pas-de-Calais...) ont été réalisés des croisements entre ces cartes et les bases de données régionales de relevés floristiques (Inventaire forestier national, conservatoires botaniques). Ce nouveau type d'analyse permet d'identifier rapidement les espèces végétales liées à la continuité de l'état boisé, dites espèces de forêts anciennes, et les traits de vie qui leur sont associés. Nous présenterons une synthèse de ces résultats. Dans la moitié des zones déjà cartographiées, ce sont toutes les occupations du sol anciennes qui ont été numérisées et non seulement les forêts. Nous évoquerons l'intérêt de ce cadastre ancien, au-delà des seules questions forestières, pour le suivi de la dynamique à long terme des prairies, des milieux humides, des vignes ou des milieux urbanisés. Les techniques de vectorisation des occupations anciennes du sol évoluent vers une simplification et une accélération qui laisse présager une fin du travail plus rapide que prévue initialement, parfois au détriment de la qualité. L'extension à la France entière permettra une vision à la fois à petite échelle mais localement précise des mouvements des masses forestières. Nous discuterons les perspectives de recherche et les développements en cours, ouverts par ces progrès

Influences de la composition et de la structure actuelles de la mosaïque paysagère sur la diversité de la flore en forêt

Doctorat Sciences et Technologies, discipline Ecologie,French landscapes are submitted to increasing anthropogenic pressures. These pressures can affect plant species diversity by modifying the quality and spatial configuration of habitats, including forest habitats. This project addressed the role of the composition and configuration of the forest and non forest landscape mosaic on forest plant diversity. It was based on 1932 plots from the National Forest Inventory located in 19 "départements" of Northern France. Landscape indices such as fragmentation were measured or calculated from aerial photographs and existing national forest maps. A specific field study was devoted to analyse the depth of the effect of a particular linear landscape feature: the forest road. Landscape patterns had a significant impact in addition to local habitat quality. Plant composition was influenced by three main landscape gradients: (1) forest or non-forest habitat, (2) presence of fellings and young stands and (3) species composition (broadleaves or coniferous). The openings in the surrounding landscape (agricultural lands, forest felling and young stands) had an effect on plants through their quantity, number of patches and edge length. This effect was positive for most species, which confirms the role of the openings in maintaining plant diversity. The species traits discriminated were epi-zoochory and anemochory, mass x length of seeds and some Grime adaptive strategies. This work also underlined the importance to analyse landscape pattern effect within a buffer zone of more than 1 km around the plots. In contrast, we found that forest roads had a short depth of edge influence on plants (< 5 m) and road effect was more often positive than negative. The mechanisms underlying the influence of landscape mosaic are discussed in light of a temporal effect on plants. The implications for habitat and forest management to protect biodiversity are presented.Les paysages français sont de plus en plus soumis aux pressions anthropiques. Ces pressions engendrent des modifications de la qualité et de la configuration des habitats, y compris forestiers, et ont des effets sur les plantes. Cette thèse aborde le rôle de la composition et de la configuration de la mosaïque paysagère extra- et intra-forestière sur la diversité de la flore en forêt. Il s'appuie sur 1932 relevés de l'Inventaire Forestier National répartis dans 19 départements de la moitié nord de la France. Les indices paysagers ont été calculés à partir de fonds cartographiques et d'images aériennes photo-interprétées. L'étude de terrain a été consacrée à la portée de l'effet d'un élément linéaire particulier du paysage : la route forestière. Le paysage a un effet important au-delà de la qualité de l'habitat local. La flore répond à trois principaux gradients paysagers : le premier est lié à la nature forestière ou non forestière du paysage, le second à la présence de coupes et peuplements jeunes, et le dernier reflète la composition en essences (feuillus ou résineux). L'effet des ouvertures paysagères (extra-forestière cultivée, coupe, peuplement jeune) sur la flore passe par la quantité, et surtout le nombre de taches et la longueur d'interfaces. Cet effet est positif sur la plupart des espèces, ce qui confirme le rôle des ouvertures dans le maintien de la diversité floristique. Les traits des espèces discriminés sont l'épi-zoochorie et l'anémochorie, la masse x longueur des semences et certaines stratégies de Grime. Ce travail montre qu'il est primordial d'appréhender le paysage sur un rayon de plus d'1 km. En comparaison, la route a un faible impact sur la flore, et plus souvent un effet positif que négatif. Les mécanismes sous-jacents à l'influence du paysage sont discutés à la lumière d'un effet temporel sur les plantes. Les implications pour la gestion des habitats en faveur de la biodiversité sont abordées

Influence of the composition and configuration of the present landscape mosaic on plant diversity in forest

Les paysages français sont de plus en plus soumis aux pressions anthropiques. Ces pressions engendrent des modifications de la qualité et de la configuration des habitats, y compris forestiers, et ont des effets sur les plantes. Cette thèse aborde le rôle de la composition et de la configuration de la mosaïque paysagère extra- et intra-forestière sur la diversité de la flore en forêt. Il s'appuie sur 1932 relevés de l'Inventaire Forestier National répartis dans 19 départements de la moitié nord de la France. Les indices paysagers ont été calculés à partir de fonds cartographiques et d'images aériennes photo-interprétées. L'étude de terrain a été consacrée à la portée de l'effet d'un élément linéaire particulier du paysage : la route forestière. Le paysage a un effet important au-delà de la qualité de l'habitat local. La flore répond à trois principaux gradients paysagers : le premier est lié à la nature forestière ou non forestière du paysage, le second à la présence de coupes et peuplements jeunes, et le dernier reflète la composition en essences (feuillus ou résineux). L'effet des ouvertures paysagères (extra-forestière cultivée, coupe, peuplement jeune) sur la flore passe par la quantité, et surtout le nombre de taches et la longueur d'interfaces. Cet effet est positif sur la plupart des espèces, ce qui confirme le rôle des ouvertures dans le maintien de la diversité floristique. Les traits des espèces discriminés sont l'épi-zoochorie et l'anémochorie, la masse x longueur des semences et certaines stratégies de Grime. Ce travail montre qu'il est primordial d'appréhender le paysage sur un rayon de plus d'1 km. En comparaison, la route a un faible impact sur la flore, et plus souvent un effet positif que négatif. Les mécanismes sous-jacents à l'influence du paysage sont discutés à la lumière d'un effet temporel sur les plantes. Les implications pour la gestion des habitats en faveur de la biodiversité sont abordées.French landscapes are submitted to increasing anthropogenic pressures. These pressures can affect plant species diversity by modifying the quality and spatial configuration of habitats, including forest habitats. This project addressed the role of the composition and configuration of the forest and non forest landscape mosaic on forest plant diversity. It was based on 1932 plots from the National Forest Inventory located in 19 "départements" of Northern France. Landscape indices such as fragmentation were measured or calculated from aerial photographs and existing national forest maps. A specific field study was devoted to analyse the depth of the effect of a particular linear landscape feature: the forest road. Landscape patterns had a significant impact in addition to local habitat quality. Plant composition was influenced by three main landscape gradients: (1) forest or non-forest habitat, (2) presence of fellings and young stands and (3) species composition (broadleaves or coniferous). The openings in the surrounding landscape (agricultural lands, forest felling and young stands) had an effect on plants through their quantity, number of patches and edge length. This effect was positive for most species, which confirms the role of the openings in maintaining plant diversity. The species traits discriminated were epi-zoochory and anemochory, mass x length of seeds and some Grime adaptive strategies. This work also underlined the importance to analyse landscape pattern effect within a buffer zone of more than 1 km around the plots. In contrast, we found that forest roads had a short depth of edge influence on plants (< 5 m) and road effect was more often positive than negative. The mechanisms underlying the influence of landscape mosaic are discussed in light of a temporal effect on plants. The implications for habitat and forest management to protect biodiversity are presented

Influences de la composition et de la structure actuelles de la mosaïque paysagère sur la diversité de la flore en forêt

Les paysages français sont de plus en plus soumis aux pressions anthropiques. Ces pressions engendrent des modifications de la qualité et de la configuration des habitats, y compris forestiers, et ont des effets sur les plantes. Cette thèse aborde le rôle de la composition et de la configuration de la mosaïque paysagère extra- et intra-forestière sur la diversité de la flore en forêt. Il s'appuie sur 1932 relevés de l'Inventaire Forestier National répartis dans 19 départements de la moitié nord de la France. Les indices paysagers ont été calculés à partir de fonds cartographiques et d'images aériennes photo-interprétées. L'étude de terrain a été consacrée à la portée de l'effet d'un élément linéaire particulier du paysage : la route forestière. Le paysage a un effet important au-delà de la qualité de l'habitat local. La flore répond à trois principaux gradients paysagers : le premier est lié à la nature forestière ou non forestière du paysage, le second à la présence de coupes et peuplements jeunes, et le dernier reflète la composition en essences (feuillus ou résineux). L'effet des ouvertures paysagères (extra-forestière cultivée, coupe, peuplement jeune) sur la flore passe par la quantité, et surtout le nombre de taches et la longueur d'interfaces. Cet effet est positif sur la plupart des espèces, ce qui confirme le rôle des ouvertures dans le maintien de la diversité floristique. Les traits des espèces discriminés sont l'épi-zoochorie et l'anémochorie, la masse x longueur des semences et certaines stratégies de Grime. Ce travail montre qu'il est primordial d'appréhender le paysage sur un rayon de plus d'1 km. En comparaison, la route a un faible impact sur la flore, et plus souvent un effet positif que négatif. Les mécanismes sous-jacents à l'influence du paysage sont discutés à la lumière d'un effet temporel sur les plantes. Les implications pour la gestion des habitats en faveur de la biodiversité sont abordées.French landscapes are submitted to increasing anthropogenic pressures. These pressures can affect plant species diversity by modifying the quality and spatial configuration of habitats, including forest habitats. This project addressed the role of the composition and configuration of the forest and non forest landscape mosaic on forest plant diversity. It was based on 1932 plots from the National Forest Inventory located in 19 "départements" of Northern France. Landscape indices such as fragmentation were measured or calculated from aerial photographs and existing national forest maps. A specific field study was devoted to analyse the depth of the effect of a particular linear landscape feature: the forest road. Landscape patterns had a significant impact in addition to local habitat quality. Plant composition was influenced by three main landscape gradients: (1) forest or non-forest habitat, (2) presence of fellings and young stands and (3) species composition (broadleaves or coniferous). The openings in the surrounding landscape (agricultural lands, forest felling and young stands) had an effect on plants through their quantity, number of patches and edge length. This effect was positive for most species, which confirms the role of the openings in maintaining plant diversity. The species traits discriminated were epi-zoochory and anemochory, mass x length of seeds and some Grime adaptive strategies. This work also underlined the importance to analyse landscape pattern effect within a buffer zone of more than 1 km around the plots. In contrast, we found that forest roads had a short depth of edge influence on plants (< 5 m) and road effect was more often positive than negative. The mechanisms underlying the influence of landscape mosaic are discussed in light of a temporal effect on plants. The implications for habitat and forest management to protect biodiversity are presented.ORLEANS-SCD-Bib. electronique (452349901) / SudocSudocFranceF

Comment analyser la connectivité écologique des trames vertes ? Cas d’étude en région méditerranéenne

La théorie des graphes et les travaux de modélisation des déplacements des espèces offrent de nouvelles approches quant à la conservation et la restauration des continuités écologiques des habitats au regard des exigences écologiques des espèces. Le cas de l’écureuil roux en région Provence-Alpes-Côte d’Azur propose un exemple concret et éclairant des progrès et applications de ces outils

Corridors écologiques et conservation de la biodiversité, intérêts et limites pour la mise en place de la Trame verte et bleue Establishment of a National ecological network to conserve biodiversity Pros and cons of ecological corridors

Les corridors écologiques sont utilisés comme base de la Trame bleue et verte issue du Grenelle de l'Environnement visant à réduire les conséquences sur les écosystèmes du mitage des zones d'habitats naturels des espèces. Comment évaluer leur efficacité ? Cet article en forme de bilan permet de faire le point sur leurs avantages et leurs limites

Establishment of a National ecological network to conserve biodiversity. Pros and cons of ecological corridors Establishment of a National ecological network to conserve biodiversity. Pros and cons of ecological corridors

Ecological corridors are a fundamental element in the National ecological network approved by the Grenelle environmental agreement in order to reduce ecosystem damage caused by fragmentation of the natural habitat zones of species. How can their effectiveness be evaluated? This article sums up current knowledge on their pros and cons.<br>Fragmentation of natural habitats is considered one of the main causes of biodiversity loss. One of the proposed solutions to limit the effects of fragmentation is to restore ecological connectivity by creating ecological corridors between zones containing natural habitats. The concept remains controversial among scientists, but now serves as the basis for one of the operational projects of the Grenelle environmental agreements in the form of the National ecological network. After examining the ecological concepts justifying the political goal and presenting the various ecological roles of corridors, we briefly discuss their overall advantages and disadvantages. Then, we look closely at the methodological difficulties in detecting a corridor effect. Finally, we recommend a close partnership between research and policy to design biodiversity monitoring and evaluation systems in the different land-management plans

The impact of logging roads on floristic biodiversity - Summary of three studies conducted in lowland forests

Three studies conducted in two State forests (Orléans and Montargis) highlight the multiple roles played by forest roads in relation to plant biodiversity: roadsides provide habitats for non-forest species but are detrimental to some forest species. Protected species and neophytes species are also found on roadsides. Two areas of concern are highlighted: (1) the forest paths opened for regeneration felling and harvesting machine traffic that increase the span of the road effect up to 60 m by facilitating introductions of non-forest species in the interior of forest stands and pushing forest species much further from the road; (2) the use of limestone gravel for road improvement in a native nutrient-poor environment increases soil pH and is detrimental to acidophilic species. To protect forest soil and plant biodiversity, we recommend reducing reconsidering the density of forest roads and forest paths and using road materials that do not modify the pH of the adjacent forest soils.Trois études dans deux forêts domaniales de plaine (Montargis et Orléans) ont mis en évidence les rôles multiples joués par les routes forestières sur la biodiversité floristique : elles hébergent une flore de milieu ouvert mais sont défavorables à certaines espèces forestières. Des plantes patrimoniales et des néophytes y sont rencontrées simultanément. Deux points préoccupants sont soulignés : les cloisonnements d’exploitation créés à l’occasion des coupes de régénération et la circulation des engins accentuent la portée de l’effet route jusqu’à 60 m en facilitant l’introduction d’espèces non forestières au coeur des parcelles et en repoussant des espèces forestières loin de la route ; l’apport de matériaux calcaires pour stabiliser les routes dans un environnement de sols acides augmente le pH du sol et nuit aux espèces acidiphiles. Nous recommandons de raisonner la densité des routes forestières et des cloisonnements et d’employer des matériaux de stabilisation neutres vis-à-vis du pH des sols environnants